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含有过渡金属元素的钙钛矿型氧化物,大都具有氧的非整比性(非化学计量性)。氧空位的出现,使氧离子可以在氧化物表面和内部晶格中吸附,扩散迁移,脱附,导致氧化物中的氧含量随周围氧分压或温度发生变化。氧化物这种独特性能广泛应用于气体分离和提纯,固体氧化物燃料电池的电极和电解质材料,以及氧传感器等领域。YBa Co4O7+?在空气或氧气中,从室温升温到1100℃的过程中出现两次氧吸附脱附现象,第一次温度范围(低温区)大约200-450℃,第二次温度范围(高温区)大约在650-1050℃,而且质量的变化量约为初始样品质量的4%,意味着在样品晶格中多吸附了1.5个氧离子。在低温区,YBa Co4O7+??的氧吸附脱附呈现了良好的可逆性,通过对Y位进行Tb掺杂,能显著改善氧的吸附和脱附性能。本论文选择YBa Co4O7+??和Y0.5Tb0.5Ba Co4O7+??块体材料以及Y0.5Tb0.5Ba Co4O7+??厚膜材料进行电阻型氧传感性能的研究。结果表明,Y0.5Tb0.5Ba Co4O7+δ比YBa Co4O7+δ具有更高的灵敏度和响应速率。Y0.5Tb0.5Ba Co4O7+δ作为氧传感器材料,与传统氧传感器材料Zr O2(工作温度大约为800℃)和其他材料(工作温度600~800℃)相比,可以工作在相对较低的温度范围(300~400℃)。Ca2Al Mn O5+??在周围氧分压变化时呈现出氧的吸附和脱附现象,氧含量的变化量大约为????wt%,使得Ca2Al Mn O5+??在氧的储存和氧传感器方面具有潜在的应用价值。本论文选择不同的温度点,对Ca2Al Mn O5+??氧化物的电阻型氧传感性能进行研究。实验得出,500℃是一个较好温度点,试样在此温度具有较高的灵敏度()和较短的响应时间。并制备了Ca2Al Mn O5+??薄膜,研究了改善其氧传感性能的可能性。RBa Co4O7+δ(缩写为R114)材料的氧吸附特性可以被元素掺杂显著地改变。在稀土位掺杂二价元素Ca可以使低温区的吸氧量变小,吸氧速率变慢;反之用可变价元素Tb或高价元素Zr部分替代稀土元素则可增大低温区的氧吸附量。而在Co位少量掺杂Al,Ga就可以使高温区的吸氧峰消失,即元素掺杂可以引起氧吸附特性显著的变化。这种氧吸附特性的可调控性,使得通过元素掺杂与替代,提高R114材料在低温区的氧吸附性能成为可能。在本论文中,我们选择了Zr,Ce,Gd,Tb,对R位进行掺杂。实验结果表明,少量Gd和Tb掺杂对改善Dy114氧吸附性能效果不明显,而掺杂量大时则会破坏Dy114相;对Y114,Tb掺杂可改善其氧吸附性能,最佳掺杂配方为Tb0.45Y0.55Ba Co4O7+?。而Ce对Y114的掺杂反而降低了材料的氧吸附性能。此外论文还探索了利用表面修饰改善氧吸附速率,用Gd112对Y114的表面进行了修饰,研究了表面修饰对试样的氧吸附和脱附性能的影响。?